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鋰離子電池生產(chǎn)工藝流程及鋰電生產(chǎn)設(shè)備

來源:存能電氣  日期:2019-07-23 10:03  瀏覽量:

  鋰離子電池生產(chǎn)工藝流程及鋰電生產(chǎn)設(shè)備。鋰離子電池的生產(chǎn)工藝技術(shù)非常嚴(yán)格、復(fù)雜。鋰電生產(chǎn)工藝流程長,設(shè)備多。鋰電設(shè)備泛指在鋰電池生產(chǎn)過程中使用的各種制造設(shè)備。鋰電設(shè)備對鋰電池性能和成本有重大影響,是決定因素之一。

  鋰離子電池生產(chǎn)工藝流程

  鋰離子電池構(gòu)成主要有正極、負極、非水電解質(zhì)和隔膜四部分組成。目前市場上采用較多的鋰電池主要為磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池,二者正極原材料差異較大,生產(chǎn)工藝流程比較接近但工藝參數(shù)需變化巨大。

  鋰離子電池在生產(chǎn)過程中,需要經(jīng)過的主要工序疊片、焊接和裁切為3道前后相連工序,且本身使用了自動化或半自動化的專機,3道工序間的銜接、流轉(zhuǎn)需要人工干預(yù),不能實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn),勞動強度較大,且不能保證電池產(chǎn)品的一致性。

  鋰電池生產(chǎn)工藝較長,生產(chǎn)過程有50多道工序,相應(yīng)需要50多種設(shè)備來完成各道工序的制造。工藝環(huán)節(jié)決定了鋰電池設(shè)備龐雜,專用性強。

  鋰電前段生產(chǎn)工藝:極片制造關(guān)系電池核心性能

  鋰電池前端工藝的結(jié)果是將鋰電池正負極片制備完成,其第一道工序是攪拌,即將正、負極固態(tài)電池材料混合均勻后加入溶劑,通過真空攪拌機攪拌成漿狀。配料的攪拌是鋰電后續(xù)工藝的基礎(chǔ),高質(zhì)量攪拌是后續(xù)涂布、輥壓工藝高質(zhì)量完成的基礎(chǔ)。涂布和輥壓工藝之后是分切,即對涂布進行分切工藝處理。如若分切過程中產(chǎn)生毛刺則后續(xù)裝配、注電解液等程序、甚至是電池使用過程中出現(xiàn)安全隱患。

  鋰電中段工藝流程:效率先行,卷繞走在疊片之前

  鋰電池制造過程中,中段工藝主要是完成電池的成型,主要工藝流程包括制片、極片卷繞、模切、電芯卷繞成型和疊片成型等,是當(dāng)前國內(nèi)設(shè)備廠商競爭比較激烈的一個領(lǐng)域,占鋰電池生產(chǎn)線價值量約30%。目前動力鋰電池的電芯制造工藝主要有卷繞和疊片兩種,對應(yīng)的電池結(jié)構(gòu)形式主要為圓柱與方形、軟包三種,圓柱和方形電池主要采用卷繞工藝生產(chǎn),軟包電池則主要采用疊片工藝。

  卷繞和疊片生產(chǎn)對應(yīng)的前道工序為極片的制片和模切。制片包括對分切后的極片/極耳焊接、極片除塵、貼保護膠紙、極耳包膠和收卷或定長裁斷,其中收卷極片用于后續(xù)的全自動卷繞,定長裁斷極片用于后續(xù)的半自動卷繞;沖切極片是將分切后的極片卷繞沖切成型,用于后續(xù)的疊片工藝。

  鋰電后段工藝流程:分容化成是核心環(huán)節(jié)

  鋰電后段生產(chǎn)工藝主要為分容、化成、檢測和包裝入庫四道工序,占生產(chǎn)線價值量約35%?;珊头秩葑鳛楹蠖喂に囍凶钪饕h(huán)節(jié),對成型的電池進行激活檢測,由于電池的充放電測試周期長,因此設(shè)備的價值量最高?;晒に嚨闹饕饔迷谟趯⒆⒁悍庋b后的電芯充電進行活化,分容工藝則是在電池活化后測試電池容量及其他電性能參數(shù)并進行分級?;珊头秩莘謩e由化成機和分容機通常由自動化分容化成系統(tǒng)完成。

鋰離子電池生產(chǎn)設(shè)備.jpg

  鋰電生產(chǎn)設(shè)備有哪些?

  鋰電設(shè)備是指為鋰電池生產(chǎn)提供的涂布、分切、疊片、卷繞、注液、焊接、檢測等工藝裝備。具體生產(chǎn)設(shè)備如下:

  1.真空行星攪拌機:將各種電池材料均勻的攪拌成漿狀。

  2.電極涂布機:攪拌后的漿料均勻涂膜在金屬箔片上。對漿料的涂布厚度精確到3微米以下。

  3.輥壓機:涂布后的極片進一步壓實,提高電池的能量密度。

  4.極片分切設(shè)備:用于極片涂布分切。

  5.超聲焊接導(dǎo)電柄設(shè)備:用于卷繞和疊片工藝的金屬焊接。

  6.卷繞機:將制造好的極片卷繞成電池。

  7.手套箱:保證在低濕度環(huán)境下將電解液與卷芯封裝在一起。

  8.注液機:保證高精度的流水化將電解液真空注入電池包裝材料內(nèi)。

  9.化成測試設(shè)備:將做好的電池充電活化,產(chǎn)生電壓,同時測試電池的容量。

  未來,新能源汽車市場的爆發(fā)式增長也將會持續(xù)間接拉動鋰電設(shè)備的快速增長。除此之外,在動力電池大規(guī)模批量生產(chǎn)以及電池安全性能不斷提升倒逼之下,國產(chǎn)鋰電設(shè)備開始逐步擺脫模仿日韓,呈現(xiàn)快速追趕國際先進水平甚至超越態(tài)勢。

  國產(chǎn)鋰電設(shè)備經(jīng)過這幾年的快速發(fā)展,性能和質(zhì)量都有很大的提高,目前國產(chǎn)設(shè)備無論是在速度、控制精度和穩(wěn)定性方面都有了很大的提升,基本上都能夠滿足電池企業(yè)的需求,整體都在進步。

  總結(jié):鋰電池質(zhì)量至關(guān)重要,目前國內(nèi)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化主要存在的問題是電池質(zhì)量一致性不好。要從根本上解決鋰離子電池批產(chǎn)質(zhì)量一致性差問題,還要靠提高生產(chǎn)設(shè)備控制精度、生產(chǎn)線自動化水平來解決。帶動鋰電池生產(chǎn)企業(yè)進行技術(shù)升級和改造,從而促進我國鋰電池行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品升級。

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